CN102126477A

CN102126477A - 一种汽车防侧翻预警装置

Info

Publication number: CN102126477A
Application number: CN 201110038465
Authority: CN
Inventors: 郑文锋; 刘珊; 李小璐; 刘春东; 冯彦清; 王丹; 孙章丽
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2031-02-16
Also published as: CN102126477B

Abstract

本发明公开了一种汽车防侧翻预警装置根据电磁感应原理，采用磁敏元件测出汽车的侧偏角，实时有效地检测汽车车厢的摇摆动态信息，对汽车的过渡摆动进行预防、预警，当汽车出现大角度倾斜异常时，汽车偏侧角度数超过设定阈值，启动报警，第一时间将信息传递给驾驶者，由驾驶者将汽车速度放慢或停止，消除安全隐患。本发明汽车防侧翻预警装置具有实时性强、准确性高等特点，避免机械式预警装置的不足，且造价低廉，适合各种车型，易于推广。本汽车防侧翻预警装置大大提高汽车使用的安全性，减少汽车侧翻事故的发生，有效保护驾驶者的生命财产安全。

Description

一种汽车防侧翻预警装置

技术领域

本发明属于汽车安全技术领域，更为具体地讲，涉及一种汽车防侧翻预警装置。

背景技术

随着经济的增长和人们收入的增加，汽车的拥有量也大幅上升，汽车交通事故也在不断增加，汽车安全行驶也成为人们十分关注的话题。

各种针对汽车安全的装置和设备层出不穷，如安全气囊、防抱死系统、倒车雷达等等，对降低汽车交通事故伤害起到了一定的作用。但随着汽车行驶速度越来越高，汽车侧向稳定性在行车安全中的问题越来越突出，而且一直未得到有效解决。据有关资料显示：有所有的交通事故中，汽车侧翻的危害仅次于汽车碰撞，居第二位。汽车发生侧翻时，驾驶员往往来不及采取有效措施，常常带来致命的危害，同时还会造成道路交通中断和环境污染，因此，汽车侧翻是一项世界瞩目的安全问题。

为了解决汽车侧翻问题，国内外一些高端的车辆上开始在车身底盘纵向中轴线和横向中轴线的交叉位上安装一个或多个电子陀螺仪，来测量汽车底盘上所承载的重心转移，然后将测出的重新转移进行模糊对比，通过对汽车四轮的速度差及高度差进行补偿，从而调整汽车底盘的重心垂直于水平面，使汽车能保持在近水平面行驶，而采用这种方式采集汽车行驶状态有以下几个方面的不足之处：

第一，汽车行驶过程中，重心不一定是在底盘纵向中轴线和横向中轴线的交叉处。再有，车厢的主体在车辆行驶时，不一定与汽车的底盘保持百分之百垂直，经常出现车厢摆动的幅度略大于汽车底盘摆动的幅度的情况发生。

第二，汽车行驶中出现向一侧倾斜时，在地心引力的作用下，车厢的倾斜角度要大于底盘的倾斜角度，导致车厢摆动速度过快，当倾斜面较大时，电子陀螺仪尚未采集到信号或未进行补偿车辆已经侧翻。

第三，当汽车在出现大角度倾斜异常时，将信息第一时间传递给驾驶者，远比传递给系统本身效果要好得多。因为有很多补偿是无法有效补偿大角度倾斜，只有将预警信号告知驾驶者，由驾驶者将汽车速度放慢或停车方能消除安全隐患。

此外，国内一些研发机构将机械式预警装置置放在车厢的最高位来采集侧翻信号，同样存在局限性：因为其采集来的信号精确度不高，且易出现误报、错报。由于其工作原理为简单的开关式电路，无法用计算机进行识别从而达到真正的预警效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种响应速度快、灵敏度高的汽车防侧翻预警装置。

为实现上述目的，本发明汽车防侧翻预警装置，其特征在于包括：

一置于车身部位的偏侧角检测装置，偏侧角检测装置由一个重锤摆动装置、一块永磁铁以及磁敏元件构成，永磁铁安装在重锤摆动装置上，并随重锤摆动而摆动，在永磁体的对面安装磁敏元件；

一放大滤波电路，磁敏元件接入放大滤波电路中，对磁敏元件由于重锤摆动，永磁体产生的穿过磁敏元件的磁通量的变化进行检测，得到重锤摆动量，进而得到反映汽车偏侧角的模拟信号，经过放大，高频滤波滤出噪声干扰后输出到中央处理器；

一中央处理器，将放大滤波电路输出的反映汽车偏侧角的模拟信号转换为数字信号，计算出汽车偏侧角度数，并与设定偏侧角阈值进行比较，当汽车偏侧角度数超过设定阈值，则启动报警。

本发明的发明目的是这样实现的：

本发明汽车防侧翻预警装置采用重锤摆动装置、安装在在重锤摆动装置上永磁铁以及磁敏元件对汽车侧偏角进行测定，与现有技术相比，具有以下优点：

首先，响应时间快，现在普通磁敏元件响应速度大约在1us量级，比机械式元件高出若干数量级，对于提前预警驾驶者防止侧偏，具有重要意义；

其次，磁敏元件测量是无接触测量，没有机械接触，磁敏元件灵敏度比机械式预警装置要高；

再次，体积小，现在的磁敏元件尺寸可以做到mm级，易于安放，且抗冲击能力强，这对于安放在汽车这样一种经常运动的物体上是一种很好的特性。

本发明汽车防侧翻预警装置根据电磁感应原理，采用磁敏元件测出汽车的侧偏角，实时有效地检测汽车车厢的摇摆动态信息，对汽车的过渡摆动进行预防、预警，当汽车出现大角度倾斜异常时，汽车偏侧角度数超过设定阈值，启动报警，第一时间将信息传递给驾驶者，由驾驶者将汽车速度放慢或停止，消除安全隐患。本发明汽车防侧翻预警装置具有实时性强、准确性高等特点，避免机械式预警装置的不足，且造价低廉，适合各种车型，易于推广。本汽车防侧翻预警装置大大提高汽车使用的安全性，减少汽车侧翻事故的发生，有效保护驾驶者的生命财产安全。

附图说明

图1是本发明汽车防侧翻预警装置一种具体实施方式示意图；

图2是图1所示汽车防侧翻预警装置的电原理框图；

图3是图2所示的磁敏电阻的结构图；

图4是本发明汽车防侧翻预警装置另一种具体实施方式中偏侧角检测装置的结构图；

图5是图4所示的磁敏电阻的结构图；

图6是图4所示的偏侧角检测装置测量原理示意图；

图7是图4所示的偏侧角检测装置测量结构示意图；

图8是发明汽车防侧翻预警装置中LED表盘的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

实施例1

图1是本发明汽车防侧翻预警装置一种具体实施方式示意图，图2是其电原理框图。

在本实施例中，如图1所示，汽车防侧翻预警装置包括一置于车身部位的偏侧角检测装置1，偏侧角检测装置1由一个重锤摆动装置101、一块永磁铁102以及磁敏元件103构成。在本实施例中，永磁铁102安装在重锤摆动装置的重锤的末端，上为S极、下为N极，并随重锤摆动而摆动，在永磁体102的对面安装磁敏元件103，在本实施例中，磁敏元件103安装在永磁体102重锤未发生摆动时的正对面。

在本实施例中，如图3所示，磁敏元件103为一由横向迂回栅状薄膜材料构成的两端型磁敏电阻，端点为a和b。当永磁体102位于其正上方时，即汽车偏侧角θ为0度时，穿过构成磁敏电阻的、横向迂回栅状的薄膜材料的磁通量最大，此时，磁敏电阻103的电阻最大；当汽车出现倾斜时，永磁体102随重锤摆动而摆动，此时，永磁体102远离磁敏电阻103，穿过构成磁敏电阻的、迂回栅状的薄膜材料的磁通量减小，磁敏电阻103的电阻逐渐减小，这样，汽车偏侧角θ与磁敏电阻103的电阻值形成一一对应的关系，如图2所示，将磁敏电阻103接入放大滤波电路2的分压电路或接入恒流源的输出回路（属于现有技术，未画出）检测其变化，得到反映汽车偏侧角θ的模拟信号，经过放大，高频滤波滤出噪声干扰后输出到中央处理器3。

在本实施例中，如图2中央处理器3将放大滤波电路2输出的反映汽车偏侧角的模拟信号转换为数字信号，计算出汽车偏侧角度数，并与设定偏侧角阈值进行比较，当汽车偏侧角度数超过设定阈值，则启动报警。

在本实施例中，报警选择LED表盘4的警示灯与扬声器5语音提示双重报警方式，在警示灯报警方式下，用一组LED灯组成一根偏转指针高亮度显示，根据测得的偏侧角θ不同而显示的偏转程度也不同，以警示驾驶者注意自车偏转过大，应该注意减速或转弯。在语音报警下可以采用录播“请注意左转异常!”“请注意右转异常!”之类的语音提示。

实施例2

由于磁敏电阻的电阻值的变化大小只与穿过其的磁通量有关，在实施例1中，无法得知汽车偏侧的方向，当永磁体102远离磁敏电阻103时，磁通量变化趋缓，检测的分辨率和精度将下降。

在本实施例中，如图4所示，偏侧角检测装置1与实施例1不同，永磁铁102安装在重锤摆动装置的重锤的顶端，上为N极、下为S极，并随重锤摆动而摆动，在永磁体102的对面安装磁敏元件103，在本实施例中，磁敏元件103安装在永磁体102重锤未发生摆动时的正对面，即正上方。

在本实施例中，如图5所示，磁敏元件103为由两组相同的横向迂回栅状薄膜材料连接，连接点抽头构成的三端磁敏电阻，端点为a、b和c，其中，端点b为抽头点。由当永磁体102位于其正上方时，此时，磁敏电阻103中端点a、b之间的电阻值与端点b、c之间的电阻值相等。当汽车出现倾斜时，永磁体102随重锤摆动而摆动，此时，永磁体102移向磁敏电阻103的一端，穿过磁敏电阻103中两组横向迂回栅状薄膜的磁通量就会发生改变，如图6、7所示，永磁体102移向磁敏电阻103的一端的一组横向迂回栅状薄膜的磁通量增加，电阻值增加，导致输出电压V_o增加或减少，其变化量对应重锤摆动幅度，即汽车偏侧角

，而电压V_o增加或减少反应其汽车偏侧的方向。

在本实施例中，设计上，汽车偏侧角θ在设定汽车侧翻临界值内，应当保证输出电压V_o持续增加或持续减少，使汽车偏侧角θ与输出电压V_o形成一一对应的关系，将反映汽车偏侧角θ的输出电压V_o，经过放大，高频滤波滤出噪声干扰后输出到中央处理器3。

在本实施例中，经过放大滤波电路将其放大、滤波，然后通过输出电压V_o再反演出此时的侧偏角θ，用LED点阵组成表盘加以显示，这样更能直观地反应当前车辆的侧偏状态。如图8所示，在表盘上显示设定的偏侧阈值，当表盘指针偏侧角超过设定的阈值角度时，启动预警装置：一是警示灯闪烁，用一小红灯闪烁提示驾驶者汽车偏侧状态危险，请采取措施预防侧翻；另外还有语音预警提示：当偏侧角大于阈值时触发，采用智能卡录播语音的方式进行预警提示，同时指出车辆是左侧偏过度，还是右侧偏过度。两种方式结合，对驾驶者进行全面预警提示，以减少驾驶者的误操作，最大程度防止侧翻事故的发生。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims

1.一种汽车防侧翻预警装置，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的汽车防侧翻预警装置，其特征在于，所述的永磁铁安装在重锤摆动装置的重锤的末端，上为S极、下为N极，并随重锤摆动而摆动，磁敏元件安装在永磁体重锤未发生摆动时的正对面；

磁敏元件为一由横向迂回栅状薄膜材料构成的两端型磁敏电阻。

3.根据权利要求1所述的汽车防侧翻预警装置，其特征在于，所述的永磁铁安装在重锤摆动装置的重锤的顶端，上为N极、下为S极，并随重锤摆动而摆动，磁敏元件安装在永磁体重锤未发生摆动时的正对面；

磁敏元件由两组相同的横向迂回栅状薄膜材料连接，连接点抽头构成的三端磁敏电阻，端点为a、b和c，其中，端点b为抽头点，端点为a、c接入电源，抽头点输出电压为反映汽车偏侧角的模拟信号。